RU2625118C1 - Способ получения модифицированного титаносиликата фармакосидеритового типа - Google Patents

Способ получения модифицированного титаносиликата фармакосидеритового типа Download PDF

Info

Publication number
RU2625118C1
RU2625118C1 RU2016121043A RU2016121043A RU2625118C1 RU 2625118 C1 RU2625118 C1 RU 2625118C1 RU 2016121043 A RU2016121043 A RU 2016121043A RU 2016121043 A RU2016121043 A RU 2016121043A RU 2625118 C1 RU2625118 C1 RU 2625118C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
titanosilicate
titanium
solution
modified
pharmacosiderite
Prior art date
Application number
RU2016121043A
Other languages
English (en)
Inventor
Наталия Юрьевна Яничева
Ярослава Юрьевна Ганичева
Александр Георгиевич Касиков
Виктор Нестерович Яковенчук
Анатолий Иванович Николаев
Галина Олеговна Калашникова
Григорий Юрьевич Иванюк
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук (ИХТРЭМС КНЦ РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук (ИХТРЭМС КНЦ РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук (ИХТРЭМС КНЦ РАН)
Priority to RU2016121043A priority Critical patent/RU2625118C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2625118C1 publication Critical patent/RU2625118C1/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/0203—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of metals not provided for in B01J20/04
    • B01J20/0211—Compounds of Ti, Zr, Hf
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/20—Silicates
    • C01B33/32—Alkali metal silicates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G23/00—Compounds of titanium
    • C01G23/001—Preparation involving a liquid-liquid extraction, an adsorption or an ion-exchange
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G23/00—Compounds of titanium
    • C01G23/002—Compounds containing, besides titanium, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/34—Silicates

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способам получения титаносиликатов, используемых в качестве сорбентов с ионообменными и восстановительными свойствами, и может найти применение для концентрирования и выделения благородных металлов. Берут хлоридный титансодержащий реагент в виде четыреххлористого титана или смеси четыреххлористого титана с раствором пероксида водорода в мольном соотношении 1:(8-16) и добавляют к кремнийсодержащему реагенту в виде коллективного раствора силиката натрия и гидроксидов натрия и калия. Содержание компонентов в получаемой суспензии должно удовлетворять мольному соотношению TiO2:SiO2:Na2O:K2O:H2O=l:(4,3-6):(6,4-8,7):(0,8-1):(195-700). Суспензию выдерживают в герметичных условиях при температуре 160-180°C в течение 8-20 ч с образованием твердой фазы в виде титаносиликата фармакосидеритового типа. Твердую фазу отделяют от маточного раствора, промывают дистиллированной водой и сушат. Затем осуществляют модифицирование титаносиликата путем обработки раствором, содержащим гидразин с концентрацией 0,50-1,14 г/л, при Т:Ж=1:(100-400) в течение 0,3-2 ч. Модифицированный титаносиликат отделяют, промывают дистиллированной водой и сушат. Способ позволяет получить монофазный модифицированный ионами гидразиния титаносиликат фармакосидеритового типа, обладающий высокой сорбционной способностью по отношению к благородным металлам. Извлечение благородных металлов в мг на г модифицированного продукта составляет: золото 260-275, платина 110-134, палладий 119-141. 4 з.п. ф-лы, 5 пр.

Description

Изобретение относится к способам получения титаносиликатов, используемых в качестве сорбентов с ионообменными и восстановительными свойствами, и может найти применение для концентрирования и выделения благородных металлов.
Среди природных и синтетических титаносиликатов с практической точки зрения перспективными являются аналоги минерала фармакосидерита, обладающие каркасной структурой с трехмерной системой каналов, что обусловливает повышенные ионообменные свойства материалов. Титаносиликаты с подобной каркасной структурой используются в промышленности для иммобилизации радиоактивных отходов и очистки вод от органических загрязнителей. Однако они не обладают сорбционной способностью по отношению к благородным металлам.
Известен способ получения титаносиликата фармакосидеритового типа (см. пат.2568699 РФ, МПК B01J 20/02, C01B 33/20 (2006.01), 2015), согласно которому берут кислый сульфатный, сульфатноаммонийный или оксихлоридный титансодержащий раствор с концентрацией 50-100 г/л TiO2 и восстанавливают 20-40% титана (IV) до титана (III) путем электрохимической обработки раствора постоянным током при плотности тока 0,02-0,1 А/см2. Затем в титансодержащий раствор вводят кремненатриевый реагент в виде растворов силиката натрия или натриевого жидкого стекла до обеспечения мольного соотношения TiO2:SiO2=l:(3,0-4,5) и добавляют раствор гидроксида натрия до pH 11,5-12,5 образовавшейся суспензии, которую выдерживают на воздухе в течение 2-10 часов. После этого суспензию выдерживают в герметичных условиях при температуре 200-220°C в течение 100-120 часов с образованием натрийсодержащего титанокремниевого полупродукта, отделяют его, промывают водой и подвергают сушке при 80-150°C с получением натрийсодержащего титаносиликата каркасного типа. Сорбционная емкость продукта составляет, мг-экв/г: по катионам цезия 3,15-3,75, стронция 3,35-4,58, кобальта 2,66-3,15.
Данный способ характеризуется повышенной энергоемкостью и длительностью синтеза натрийсодержащего титанокремниевого полупродукта. Получаемый целевой титаносиликат может быть использован для извлечения цезия, стронция и кобальта. Способ не предусматривает модифицирование титаносиликата, что позволило бы извлекать более широкий круг элементов, в том числе благородных. Все это снижает эффективность способа.
Известен также принятый в качестве прототипа способ получения модифицированного титаносиликата фармакосидеритового типа (см. Behrens, Е.А., Poojary, D.M., and Clearfield, A. Syntheses, crystal structures, and ion-exchange properties of porous titanosilicates, HM3(TiO)4(SiO4)3⋅4H2O(M=H+, K+, Cs+), structure analogues of the mineral pharmacosiderite // Chemistry of Materials. 1996. V. 8. P. 1236-1244), включающий смешение в дистиллированной воде изопропилоксида титана (IV) и высокодисперсного диоксида кремния, взятых в мольном соотношении Ti:Si=l:2, выдержку полученного геля при перемешивании в течение 6-12 часов, его центрифугирование и промывку твердого осадка дистиллированной водой. Затем к промытому осадку добавляют дистиллированную воду и раствор гидроксида калия или цезия с получением гелеобразной суспензии, которую выдерживают в герметичных условиях при температуре 200-210°C в течение 46-48 часов с образованием твердой фазы в виде калий- или цезийсодержащего титаносиликата фармакосидеритового типа. Полученную твердую фазу цезийсодержащего титаносиликата отделяют от маточного раствора, промывают этанолом, сушат при температуре 55°C, обрабатывают в несколько стадий азотной кислотой и органическими реагентами с переводом титаносиликата в модифицированную H-формую. Модифицированный титаносиликат имеет сорбционную емкость, мг-экв/г: по катионам цезия 3,3, калия 2,97, натрия 2,26, лития 1,71.
Недостатками известного способа являются его повышенная энергоемкость, а также длительность, обусловленная многооперационностью. Получаемый модифицированный титаносиликат может быть использован для извлечения преимущественно щелочных элементов. Способ не предусматривает получение титаносиликата, способного к извлечению благородных металлов. Все это снижает эффективность способа.
Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении эффективности способа за счет снижения его энергоемкости и длительности при одновременном обеспечении высокой сорбционной способности получаемого модифицированного титаносиликата по отношению к благородным металлам.
Технический результат достигается тем, что в способе получения модифицированного титаносиликата фармакосидеритового типа, включающем смешение титансодержащего и кремнийсодержащего реагентов в присутствии гидроксида щелочного металла с получением суспензии, выдержку суспензии в герметичных условиях при повышенной температуре с образованием твердой фазы в виде титаносиликата фармакосидеритового типа, отделение твердой фазы от маточного раствора, ее промывку, сушку, модифицирование, отделение модифицированного титаносиликата, его промывку и сушку, согласно изобретению, в качестве титансодержащего реагента берут хлоридный титансодержащий реагент, в качестве кремнийсодержащего реагента используют коллективный раствор силиката натрия и гидроксидов натрия и калия, смешение реагентов осуществляют посредством добавления титансодержащего реагента к кремнийсодержащему реагенту, при этом содержание компонентов в суспензии должно удовлетворять мольному соотношению TiO2:SiO2:Na2O:K2O:H2O=1:(4,3-6):(6,4-8,7):(0,8-1):(195-700), выдержку суспензии проводят при температуре 160-180°C в течение 8-20 часов, промывку твердой фазы производят дистиллированной водой, а модифицирование титаносиликата осуществляют путем его обработки раствором, содержащим гидразин с концентрацией 0,50-1,14 г/л, при Т:Ж=1:(100-400) в течение 0,3-2 часов.
Достижению технического результата способствует то, что в качестве хлоридного титансодержащего регента используют четыреххлористый титан или смесь четыреххлористого титана с раствором пероксида водорода, взятых в мольном соотношении 1:(8-16).
Достижению технического результата способствует также и то, что в качестве раствора, содержащего гидразин, используют раствор гидрата гидразина, хлоридный или сульфатный раствор гидразина.
Достижению технического результата способствует и то, что сушку титаносиликата до и после его модифицирования ведут при температуре 65-80°С.
Достижению технического результата способствует также и то, что маточный раствор после отделения твердой фазы используют в качестве исходного кремнийсодержащего реагента.
Существенные признаки заявленного изобретения, определяющие объем правовой охраны и достаточные для получения вышеуказанного технического результата, выполняют функции и соотносятся с результатом следующим образом.
Использование в качестве титансодержащего реагента хлоридного титансодержащего реагента способствует стабильному получению монофазного титаносиликата фармакосидеритового типа.
Использование в качестве кремнийсодержащего реагента коллективного раствора силиката натрия и гидроксидов натрия и калия, обеспечивает его преимущественное взаимодействие с титаном, исключает образование примесных фаз и позволяет получить необходимую концентрацию щелочной среды для формирования монофазного натрийкалийсодержащего титаносиликата фармакосидеритового типа.
Смешение реагентов посредством добавления титансодержащего реагента к кремнийсодержащему реагенту ограничивает образование рентгеноаморфных фаз и обеспечивает необходимую степень гомогенизации суспензии перед ее выдержкой в герметичных условиях.
Содержание компонентов в суспензии, удовлетворяющее мольному соотношению TiO2:SiO2:Na2O:K2O:H2O=1:(4,3-6):(6,4-8,7):(0,8-1):(195-700), обеспечивает получение монофазного титаносиликата фармакосидеритового типа, имеющего кристаллическую структуру минерала иванюкита. Выход за указанные нижние и верхние граничные значения приводит к образованию других титаносиликатов и не позволяет получить монофазный продукт требуемой структуры.
Выдержка суспензии при температуре 160-180°C в течение 8-20 часов приводит к образованию полностью сформировавшегося кристаллического монофазного натрийкалийсодержащего титаносиликата заданного типа. Выдержка суспензии при температуре ниже 160°C и времени менее 8 часов недостаточна для формирования монофазного продукта, имеющего структуру иванюкита, а выдержка суспензии при температуре выше 180°C и времени более 20 часов технологически неоправдана, поскольку практически не сказывается на конечном результате, увеличивает длительность способа и требует повышенных энергозатрат.
Промывка твердой фазы дистиллированной водой позволяет удалить с поверхности частиц остаточное количество анионов хлора и катионов щелочных металлов.
Модифицирование титаносиликата путем его обработки раствором, содержащим гидразин с концентрацией 0,50-1,14 г/л, является необходимым и достаточным для обеспечения полного удаления катионов натрия и калия из кристаллической структуры титаносиликата фармакосидеритового типа и получения титаносиликата, содержащего в своей структуре ионы гидразиния (N2H5)+. При этом замещение катионов натрия и калия на ионы гидразиния происходит посредством катионного обмена. Использование при модифицировании титаносиликата раствора, содержащего гидразин с концентрацией менее 0,5 г/л, не позволяет достичь равномерного распределения ионов гидразиния в объеме титаносиликата, поскольку является недостаточным для обеспечения максимальной степени насыщения титаносиликата ионами гидразиния. Концентрация гидразина в растворе более 1,14 г/л технологически неоправданна, поскольку не приводит к увеличению степени насыщения титаносиликата ионами гидразиния.
Модифицирование титаносиликата при Т:Ж=1:(100-400) в течение 0,3-2 часов позволяет расширить сорбционные свойства натрийкалийсодержащего титаносиликата с получением гидразинсодержащего титаносиликата, способного к извлечению благородных металлов. Модифицирование титаносиликата при меньшем содержании жидкости в соотношении Т:Ж=1:100 недостаточно для достижения максимальной степени насыщения титаносиликата ионами гидразиния, а модифицирование титаносиликата при большем содержании жидкости в соотношении Т:Ж=1:400 является технологически неоправданным, поскольку не приводит к заметному увеличению степени насыщения титаносиликата ионами гидразиния. Модифицирование титаносиликата в течение менее 0,3 часа не позволяет обеспечить полноту обмена катионов натрия и калия, находящихся в структуре титаносиликата, на ионы гидразиния из растворов его солей, а в течение более 2 часов является технологически неоправданным, поскольку практически не сказывается на конечном результате.
Совокупность вышеуказанных признаков необходима и достаточна для достижения технического результата изобретения, заключающегося в снижении энергоемкости и длительности способа при одновременном обеспечении высокой сорбционной способности получаемого модифицированного титаносиликата по отношению к благородным металлам, что в целом повышает эффективность способа.
В частных случаях осуществления изобретения предпочтительны следующие конкретные операции и режимные параметры.
Использование в качестве хлоридного титансодержащего реагента четыреххлористого титана или смеси четыреххлористого титана с раствором пероксида водорода, взятых в мольном соотношении 1:(8-16), обеспечивает, в общем и целом, одинаковые условия для формирования натрийкалийсодержащего титаносиликата фармакосидеритового типа. Кроме того, четыреххлористый титан представляет собой недорогое и доступное соединение титана.
Использование в качестве растворов, содержащих гидразин, раствора гидрата гидразина, хлоридного или сульфатного раствора гидразина позволяет модифицировать натрийкалийсодержащий титаносиликат ионами гидразиния для получения продукта, обладающего сорбционными и восстановительными свойствами по отношению к благородным металлом.
Сушка титаносиликата до и после его модифицирования при температуре 65-80°С обеспечивает эффективное удаление влаги из продукта с получением титаносиликата фармакосидеритового типа заданного состава. Сушка титаносиликата при температуре ниже 65°С увеличивает длительность способа, а при температуре выше 80°С является технологически неоправданной.
Использование маточного раствора после отделения твердой фазы в качестве исходного кремнийсодержащего реагента позволяет снизить расход исходных реагентов и тем самым повысить эффективность способа. Маточный раствор может быть использован многократно с корректировкой состава при необходимости.
Вышеуказанные частные признаки изобретения позволяют осуществить способ в оптимальном режиме с точки зрения снижения его энергоемкости и длительности при одновременном обеспечении высокой сорбционной способности получаемого модифицированного титаносиликата по отношению к благородным металлам.
Особенности и преимущества заявляемого изобретения могут быть пояснены нижеследующими Примерами.
Пример 1. Берут 0,66 мл хлоридного титансодержащего реагента в виде четыреххлористого титана. В качестве кремнийсодержащего реагента используют коллективный раствор силиката натрия и гидроксидов натрия и калия, приготовленный растворением 7,26 г Na2SiO3⋅5H2O, 0,97 г NaOH и 0,67 г KOH в 60 мл дистиллированной воды. Титансодержащий реагент приливают к кремнийсодержащему реагенту при перемешивании в течение 10 минут с получением суспензии, в которой содержание компонентов удовлетворяет мольному соотношению TiO2:SiO2:Na2O:K2O:H2O=l:5,7:7,7:1:586. Полученную суспензию выдерживают в автоклаве при температуре 180°C в течение 12 часов с образованием твердой фазы в виде натрийкалийсодержащего титаносиликата фармакосидеритового типа. Твердую фазу отделяют вакуумным фильтрованием от маточного раствора, промывают дистиллированной водой и сушат при температуре 65°C. Получают 60 мл маточного раствора, содержащего, г/л: SiO2 29,7, Na2O 44,5, K2O 6,3. Выход натрийкалийсодержащего титаносиликата составляет 1 г. Полученный титаносиликат модифицируют путем его обработки хлоридным раствором гидразина N2H5Cl с концентрацией гидразина 0,6 г/л при Т:Ж=1:140 в течение 2 часов. Модифицированный титаносиликат отделяют вакуумным фильтрованием, промывают дистиллированной водой и сушат при температуре 70°C.
По данным рентгенофазового и химического анализов установлено, что состав полученного натрийкалийсодержащего титаносиликата фармакосидеритового типа является монофазным и соответствует химической формуле: Na2K[Ti4(OH)O3(SiO4)3]⋅7H2O, а состав модифицированного титаносиликата соответствует химической формуле: (N2H5)1,4H1,6[Ti4(OH)O3(SiO4)3]⋅12H2O. Извлечение из солянокислого раствора благородных металлов в мг на г модифицированного продукта составило: золото - 275, платина - 134, палладий - 140.
Пример 2. Берут 7,72 мл хлоридного титансодержащего реагента в виде смеси 1,39 мл четыреххлористого титана и 6,33 мл раствора пероксида водорода (мольное соотношение 1:16). В качестве кремнийсодержащего реагента используют коллективный раствор силиката натрия и гидроксидов натрия и калия, приготовленный растворением 16 г Na2SiO3⋅5H2O, 2,02 г NaOH и 1,42 г KOH в 60 мл дистиллированной воды. Титансодержащий реагент приливают к кремнийсодержащему реагенту при перемешивании в течение 15 минут с получением суспензии, в которой содержание компонентов удовлетворяет мольному соотношению TiO2:SiO2:Na2O:K2O:H2O=l:6:8:1:293. Полученную суспензию выдерживают в автоклаве при температуре 160°C в течение 20 часов с образованием твердой фазы в виде натрийкалийсодержащего титаносиликата фармакосидеритового типа. Твердую фазу отделяют вакуумным фильтрованием от маточного раствора, промывают дистиллированной водой и сушат при температуре 70°C. Получают 67 мл маточного раствора, содержащего, г/л: SiO2 59,9, Na2O 87,6, K2O 13,3. Выход натрийкалийсодержащего титаносиликата составляет 1,7 г.Полученный титаносиликат модифицируют путем его обработки хлоридным раствором гидразина N2H5Cl с концентрацией гидразина 0,6 г/л при Т:Ж=1:200 в течение 0,3 часов. Модифицированный титаносиликат отделяют вакуумным фильтрованием, промывают дистиллированной водой и сушат при температуре 70°C.
По данным рентгенофазового и химического анализов установлено, что состав полученного натрийкалийсодержащего титаносиликата фармакосидеритового типа является монофазным и соответствует химической формуле: Na2K[Ti4(OH)O3(SiO4)3]⋅7H2O, а состав модифицированного титаносиликата соответствует химической формуле: (N2H5)1,25H1,75[Ti4(OH)O3(SiO4)3]-12H2O. Извлечение из солянокислого раствора благородных металлов в мг на г модифицированного продукта составило: золото - 272, платина - 120, палладий - 141.
Пример 3. Берут 2,16 мл хлоридного титансодержащего реагента в виде смеси 0,66 мл четыреххлористого титана и 1,51 мл раствора пероксида водорода (мольное соотношение 1:8). В качестве кремнийсодержащего реагента используют коллективный раствор силиката натрия и гидроксидов натрия и калия, приготовленный растворением 7,29 г Na2SiO3⋅9H2O, 0,98 г NaOH и 0,69 г KOH в 60 мл дистиллированной воды. Титансодержащий реагент приливают к кремнийсодержащему реагенту при перемешивании в течение 10 минут с получением суспензии, в которой содержание компонентов удовлетворяет мольному соотношению TiO2:SiO2:Na2O:K2O:H2O=l:4,3:6,4:l:596. Полученную суспензию выдерживают в автоклаве при температуре 180°C в течение 8 часов с образованием твердой фазы в виде натрийкалийсодержащего титаносиликата фармакосидеритового типа. Твердую фазу отделяют вакуумным фильтрованием от маточного раствора, промывают дистиллированной водой и сушат при температуре 80°C. Получают 62 мл маточного раствора, содержащего, г/л: SiO2 19,7, Na2O 32,3, K2O 6,3. Выход натрийкалийсодержащего титаносиликата составляет 1 г. Полученный титаносиликат модифицируют путем его обработки сульфатным раствором гидразина (N2H5)2SO4 с концентрацией гидразина 0,6 г/л при Т:Ж=1:400 в течение 1 часа. Модифицированный титаносиликат отделяют вакуумным фильтрованием, промывают дистиллированной водой и сушат при температуре 65°C.
По данным рентгенофазового и химического анализов установлено, что состав полученного натрийкалийсодержащего титаносиликата фармакосидеритового типа является монофазным и соответствует химической формуле: Na2K[Ti4(OH)O3(SiO4)3]⋅7H2O, а состав модифицированного титаносиликата соответствует химической формуле: (N2H5)0,75H2,25[Ti4(OH)O3(SiO4)3]⋅11H2O. Извлечение из солянокислого раствора благородных металлов в мг на г модифицированного продукта составило: золото - 260, платина - ПО, палладий - 119.
Пример 4. Берут 4,63 мл хлоридного титансодержащего реагента в виде смеси 1,4 мл четыреххлористого титана и 3,23 мл раствора пероксида водорода (мольное соотношение 1:8). В качестве кремнийсодержащего реагента используют коллективный раствор силиката натрия и гидроксидов натрия и калия, приготовленный растворением 11,67 г Na2SiO3⋅5H2O, 2,10 г NaOH и 1,43 г KOH в 40 мл дистиллированной воды. Титансодержащий реагент приливают к кремнийсодержащему реагенту при перемешивании в течение 20 минут с получением суспензии, в которой содержание компонентов удовлетворяет мольному соотношению TiO2:SiO2:Na2O:K2O:H2O=l:4,3:6,4:1:195. Полученную суспензию выдерживают в автоклаве при температуре 160°C в течение 20 часов с образованием твердой фазы в виде натрийкалийсодержащего титаносиликата фармакосидеритового типа. Твердую фазу отделяют вакуумным фильтрованием от маточного раствора, промывают дистиллированной водой и сушат при температуре 70°C. Получают 50 мл маточного раствора, содержащего, г/л: SiO2 64,17, Na2O 105,13, K2O 19,27. Выход натрийкалийсодержащего титаносиликата составляет 2,1 г. титаносиликат модифицируют путем его обработки сульфатным раствором гидразина (N2H5)2SO4 с концентрацией гидразина 0,5 г/л при Т:Ж=1:100 в течение 1 часа. Модифицированный титаносиликат отделяют вакуумным фильтрованием, промывают дистиллированной водой и сушат при температуре 65°C.
По данным рентгенофазового и химического анализов установлено, что состав полученного натрийкалийсодержащего титаносиликата фармакосидеритового типа является монофазным и соответствует химической формуле: Na2K[Ti4(OH)O3(SiO4)3]⋅7H2O, а состав модифицированного титаносиликата соответствует химической формуле: (N2H5)0,95H2,05[Ti4(OH)O3(SiO4)3]⋅11H2O. Извлечение из солянокислого раствора благородных металлов в мг на г модифицированного продукта составило: золото - 269, платина - 118, палладий - 137.
Пример 5. Берут 0,56 мл хлоридного титансодержащего реагента в виде четыреххлористого титана. В качестве кремнийсодержащего реагента используют 60 мл маточного раствора, полученного после отделения твердой фазы по Примеру 1 и содержащего, г/л: SiO2 29,7, Na2O 44,5, K2O 6,3. Титансодержащий реагент приливают к кремнийсодержащему реагенту при перемешивании в течение 15 минут с получением суспензии, в которой содержание компонентов удовлетворяет мольному соотношению TiO2:SiO2:Na2O:K2O:H2O=l:5,7:8,7:0,8:700. Полученную суспензию выдерживают в автоклаве при температуре 160°C в течение 12 часов с образованием твердой фазы в виде натрийкалийсодержащего титаносиликата фармакосидеритового типа. Твердую фазу отделяют вакуумным фильтрованием от маточного раствора, промывают дистиллированной водой и сушат при температуре 75°C. Получают 58 мл маточного раствора, содержащего, г/л: SiO2 24,2, Na2O 33,7, K2O 5,7. Выход натрийкалийсодержащего титаносиликата составляет 0,9 г. Полученный титаносиликат модифицируют путем его обработки раствором гидрата гидразина N2H5OH с концентрацией гидразина 1,14 г/л при Т:Ж=1:130 в течение 1 часа. Модифицированный титаносиликат отделяют вакуумным фильтрованием, промывают дистиллированной водой и сушат при температуре 80°C.
По данным рентгенофазового и химического анализов установлено, что состав полученного натрийкалийсодержащего титаносиликата фармакосидеритового типа является монофазным и соответствует химической формуле: Na2K[Ti4(OH)O3(SiO4)3]⋅7H2O, а состав модифицированного титаносиликата соответствует химической формуле: (N2H5)1,15Hl,85[Ti4(OH)O3(SiO4)3]⋅11H2O. Извлечение из солянокислого раствора благородных металлов в мг на г модифицированного продукта составило: золото - 270, платина - 119, палладий - 139.
Из приведенных Примеров 1-5 видно, что по сравнению с прототипом заявляемый способ позволяет получить монофазный модифицированный ионами гидразиния титаносиликат фармакосидеритового типа, обладающий высокой сорбционной способностью по отношению к благородным металлам. Извлечение благородных металлов составляет, мг/г: золото 260-275, платина 110-134, палладий 119-141. Способ согласно изобретению является менее энергоемким и длительным и может быть реализован в промышленных условиях с привлечением стандартного оборудования.

Claims (5)

1. Способ получения модифицированного титаносиликата фармакосидеритового типа, включающий смешение титансодержащего и кремнийсодержащего реагентов в присутствии гидроксида щелочного металла с получением суспензии, выдержку суспензии в герметичных условиях при повышенной температуре с образованием твердой фазы в виде титаносиликата фармакосидеритового типа, отделение твердой фазы от маточного раствора, ее промывку, сушку, модифицирование, отделение модифицированного титаносиликата, его промывку и сушку, отличающийся тем, что в качестве титансодержащего реагента берут хлоридный титансодержащий реагент, в качестве кремнийсодержащего реагента используют коллективный раствор силиката натрия и гидроксидов натрия и калия, смешение реагентов осуществляют посредством добавления титансодержащего реагента к кремнийсодержащему реагенту, при этом содержание компонентов в суспензии должно удовлетворять мольному соотношению TiO2:SiO2:Na2O:K2O:H2O=1:(4,3-6):(6,4-8,7):(0,8-1):(195-700), выдержку суспензии проводят при температуре 160-180°С в течение 8-20 ч, промывку твердой фазы производят дистиллированной водой, а модифицирование титаносиликата осуществляют путем его обработки раствором, содержащим гидразин с концентрацией 0,50-1,14 г/л, при Т:Ж=1:(100-400) в течение 0,3-2 ч.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве хлоридного титансодержащего реагента используют четыреххлористый титан или смесь четыреххлористого титана с раствором пероксида водорода, взятых в мольном соотношении 1:(8-16).
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве раствора, содержащего гидразин, используют раствор гидрата гидразина, хлоридный или сульфатный раствор гидразина.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сушку титаносиликата до и после его модифицирования ведут при температуре 65-80°С.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что маточный раствор после отделения твердой фазы используют в качестве исходного кремнийсодержащего реагента.
RU2016121043A 2016-05-27 2016-05-27 Способ получения модифицированного титаносиликата фармакосидеритового типа RU2625118C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016121043A RU2625118C1 (ru) 2016-05-27 2016-05-27 Способ получения модифицированного титаносиликата фармакосидеритового типа

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016121043A RU2625118C1 (ru) 2016-05-27 2016-05-27 Способ получения модифицированного титаносиликата фармакосидеритового типа

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2625118C1 true RU2625118C1 (ru) 2017-07-11

Family

ID=59495253

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016121043A RU2625118C1 (ru) 2016-05-27 2016-05-27 Способ получения модифицированного титаносиликата фармакосидеритового типа

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2625118C1 (ru)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8440166B1 (en) * 2010-03-24 2013-05-14 University Of Puerto Rico Method of synthesizing a novel absorbent titanosilicate material (UPRM-5)
RU2567314C1 (ru) * 2014-04-10 2015-11-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук (ИХТРЭМС КНЦ РАН) Способ получения кристаллического титаносиликата
RU2568699C1 (ru) * 2014-06-26 2015-11-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук (ИХТРЭМС КНЦ РАН) Способ получения натрийсодержащего титаносиликата

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8440166B1 (en) * 2010-03-24 2013-05-14 University Of Puerto Rico Method of synthesizing a novel absorbent titanosilicate material (UPRM-5)
RU2567314C1 (ru) * 2014-04-10 2015-11-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук (ИХТРЭМС КНЦ РАН) Способ получения кристаллического титаносиликата
RU2568699C1 (ru) * 2014-06-26 2015-11-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук (ИХТРЭМС КНЦ РАН) Способ получения натрийсодержащего титаносиликата

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ELIZABETH A. BEHRENS et al, Syntheses, Crystal Structures, and Ion-Exchange Properties of Porous Titanosilicates, HM 3 Ti 4 O 4 (SiO 4 ) 3 •4H 2 O (M=H + , K + , Cs + ), Structural Analogues of the Mineral Pharmacosiderite, "Chem. Mater.", 1996, 8, 1236-1244. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104291349B (zh) 一种以粉煤灰为原料制备p型分子筛的方法
CN104254493A (zh) 硅酸铝及其制造方法
RU2005130633A (ru) Алюмосиликаты со структурной n-цеолита
Wu et al. Changes of mineralogical–chemical composition, cation exchange capacity, and phosphate immobilization capacity during the hydrothermal conversion process of coal fly ash into zeolite
JPWO2017115683A1 (ja) 結晶性シリコチタネートを含む吸着剤の製造方法
JP5688946B2 (ja) 高純度シリカの製造方法
CN102432046A (zh) 一种氯化物型盐湖卤水的利用方法
JP2017511786A (ja) Ｕｏ４水和物へのその転換のためのｕ３ｏ８の活性化方法
KR102105859B1 (ko) 폐자원을 이용한 제올라이트의 제조방법
RU2625118C1 (ru) Способ получения модифицированного титаносиликата фармакосидеритового типа
JP7400716B2 (ja) 無機イオン交換体及びその製造方法、並びに放射性ストロンチウムを含有する水の浄化方法
RU2467953C1 (ru) Способ переработки титансодержащего концентрата
RU2568699C1 (ru) Способ получения натрийсодержащего титаносиликата
JP2013248555A (ja) セシウム吸着材及びその製造方法
KR100352228B1 (ko) 세슘및루비듐염용액의제조방법
RU2699614C1 (ru) Способ получения натрийсодержащего титаносиликатного сорбента
JP6804315B2 (ja) 精製シリカの製造方法
JP5561490B2 (ja) 低結晶性乃至無定形水酸化チタンを含む吸着剤とその製造方法とセシウムイオンを含む水溶液の処理方法
JP5501008B2 (ja) 高純度シリカの製造方法
ES2633602T3 (es) Método para la separación de zeolitas
JP2018059838A (ja) 放射性セシウムを含有する放射性廃液の処理方法
RU2372290C1 (ru) Способ переработки нефелин-полевошпатового сырья
KR20170022522A (ko) 드롭방식을 이용한 티타노실리케이트의 제조방법 및 이에 의해 제조된 티타노실리케이트계 흡착제
JP6708663B2 (ja) 放射性セシウム及び放射性ストロンチウムを含む放射性廃液の処理方法
JPH01212214A (ja) 水酸化マグネシウムの製造方法